Page 66 - 《橡塑技术与装备》2017年18期（9月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Plastics)

200℃、200℃，模头温度设定为 190℃。双螺杆转速 件可以提供较强的混合作用同时，剪切应力和剪切速率
为 300 r/min，喂料速度为 8 kg/h。 也较小，可以在一定程度上避免交联副反应的发生 [8 ] 。
不同螺杆元件的特点见表 1。
表 1 不同螺杆元件特点
编号 名称 剪切强度 拉伸强度 分散能力 分布能力
1 SE32/32 ★ ★ ★ ★
图 1 聚乙烯接枝马来酸酐反应挤出设备示意图
2 K90/5/32 ★★ ★ ★★★ ★★
3 齿形盘 ★★★★ ★ ★★★ ★★★
1.3.2 接枝物的纯化
4 拉伸元件 ★ ★★★★ ★★ ★★
为了排除过长反应时间对置换前后接枝物副反应
发生程度影响，置换后接枝物被迅速冷却，因此过短 2.1 接枝产物的红外表征
从图 2 可以看出 , 接枝产物在 1 790 cm -1 处出现
反应时间导致未反应的单体和引发剂仍有部分存在于
接枝物中。因此需通过后处理工艺，将残余单体和引 了 MAH 的特征吸收峰 , 表明 MAH 已经成功接枝到
发剂去除。将接枝物置于 70% 的乙醇溶液中，加热至 LLDPE 分子链上。
60℃，充分去除游离的马来酸酐（MAH）单体和引发 2.2 不同螺杆元件对接枝率的影响
剂 DCP。 将置换区螺杆元件分别更换为拉伸和剪切力场的
将经过后处理的接枝物样品加人到装有 250 mL 组合来研究对举一些接枝马来酸酐的影响，结果见表
二甲苯的三口烧瓶中，油浴恒温 140℃ 加热回流 2 h, 2。从表中数据可以看出，螺杆元件的剪切强度增强，
稍冷后将溶液滤人未加热的丙酮中，沉淀、抽滤得到 接枝物的接枝率有增加的趋势，这是因为剪切强度增
纯的接枝产物样品，并真空干燥 24 h 测试接枝率 。 加，接枝过程中，基体树脂和单体、引发剂的分散程
1.3.3 接枝产物接枝率的测定 度增加，引发剂的引发效率更高，单体分散的越均匀
称 0.2 g 提纯后的试样加入到装有 50 mL 二甲苯 和基体树脂自由基活性点接触的几率增加，接枝率也
的锥形瓶中，加热回流至完全溶解且溶液呈无色透明， 就相应的提高。而 “S” 型拉伸元件，其提供的剪切强
然后趁热滴入 KOH- 乙醇标准溶液且稍过量，用酚酞 度不高，但其在纵向的拉伸分布作用强，基体树脂、
作指示剂，过量的碱用 HCl- 乙醇标准溶液反滴定至 单体和引发剂的分散和分布能力依然较强，因此其接
终点。产物接枝率 G 按下式计算 [4] : 枝率也较高。
G=( N 1 V 1 - N 2 V 2 )×98.06×10 ×100%/2W 表 2 置换区螺杆元件对接枝率影响
-3
式中 , N 1 , N 2 分别为 KOH- 乙醇溶液和 HCl-乙 置换段螺杆
SE32/32 K90/5/32 齿形盘 拉伸元件
醇溶液的浓度， mol/L ； V 1 ,V 2 分别为加入的 KOH-乙 元件
接枝率 /% 0.32 0.73 0.92 0.75
醇溶液和滴定所消耗 HCl- 乙醇溶液的体积， mL ； W
为称取的接枝产物质量，g。 2.3 不同螺杆元件对熔体流动速率的影响
1.3.4 接枝物晶点测定 在相同的工艺条件下，置换区不同螺杆元件得到
将接枝物按稀释比 1:5 和 LLDPE 稀释后，在 5 层 产品的熔体流动速率见图 3。从熔体流动速率可以看
吹膜实验线上吹成 70~90 µm 的 5 层对称结构 PA-PE 出，随着剪切强度增加，接枝物的熔体流动速率减少，
2
共挤膜，随机选取其中的 0.25 m 复合膜，采用薄膜 接枝物的交联程度有一定增加，熔体流动速率可以反
缺陷检测仪测定复合膜晶点数量。 应交联副反应的程度，结果表明随着剪切强度增加，
交联副反应增加，这是因为剪切强度提高后，基体树
2 结果与讨论 脂的活性点增加，接枝反应和交联副反应同时得到了
双螺杆挤出机的螺纹元件中，不同啮合块起到了 提高。而拉伸元件并没有使熔体流动速率有明显降低，
使物料剪切分散和分布的作用 [5,6] ，在分散同时，啮合 这是因为拉伸元件的混合过程中，反应热相比剪切力
块也提供了强烈的剪切力和界面更新，在反应挤出中， 场要低，局部过热可能是剪切力场下，接枝反应中副
剪切力和不断的界面更新使接枝反应得以进行 [7] 。剪 反应增加的原因。因此，拉伸元件可以在提供较好的
切应力和剪切速率越大，接枝反应越容易进行，但同 分散和分布混合的同时，降低反应过程中因为局部剪
时交联副反应发生的几率也增加。而一些拉伸螺纹元 切强度过强而导致的反应热量高，交联副反应增加的

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